Химия биогенных элементов

Сдвиг равновесия в сторону повышения кислотности системы является одной из основных причин многих заболеваний. Организм с трудом удаляет избыток кислот, поэтому, когда повышается кислотность крови или лимфы на длительное время, возникают различные заболевания. Пища, богатая кальцием, магнием, калием, является щелочеобразующей, тогда как пища, изобилующая фосфором, серой, хлором, - кислотообразующей. Наши повседневные продукты питания являются кислотообразующими, а значит соотношение кислот и щелочей в организме будет 4:1. А в идеале все должно быть как раз наоборот!В кислой среде интенсивно размножаются многие вирусы и бактерии, в щелочной же среде они, как правило, погибают. Когда система организма ощелачивается и возвращается нормальный кислотно-щелочной баланс, человек начинает выздоравливать.В наше время мы редко употребляем формирующую щелочную среду "натуральную" пищу, такую как - свежие фруктоы, овощи, орехи. Например, у наших древних предков, первобытных охотников и собирателей, мясо составляло лишь 20% от всей потребляемой пищи. Сегодня многие едят его даже два раза в день, при этом кислотность еще более увеличивается при употреблении алкоголя и никотина.Нужно также еще заметить, что к сожалению, недостаточно просто употреблять пищу, богатую кальцием, его нужно еще и усвоить, а для этого необходимо перевести кальций в ионную форму. Этот процесс происходит в желудке в результате воздействия соляной кислоты, но при снижении её выработки нарушается усвоение кальция. Именно поэтому с возрастом развивается дефицит кальция в организме: к 40 годам он наблюдается у 50% людей, а к 60 годам уже у 90 %, что проявляется утомляемостью, ранним старением, снижением концентрации внимания, судорогами икроножных мышц, заболеваниями сердечно-сосудистой системы, органов дыхания. Так развивается хроническая кальциевая недостаточность.

Недостаточное поступление кальция в организм усиливает выведение его из костей в кровь, вызывая деминерализацию костей и остеопороз.

В крови при этом, определяется нормальное или даже повышенное содержание кальция. Очень часто это смущает врачей, и они рекомендуют ограничить прием БАД и продуктов, содержащих кальций, чем еще больше усугубляют патологический процесс. Постоянное "вымывание" кальция из костей ведет к развитию остеопороза.Он проявляется болями в костях, нарушением двигательной активности и может привести к инвалидности...

Кальций является одним из ключевых элементов в поддержании здоровья организма и выполняет очень много функций. Так в частности, ионы кальция передают возбуждение на мышечное волокно, что обеспечивает сократительную способность мышц, в том числе и миокарда, обеспечивают нормальную проницаемость клеточных мембран, снижают повышенную чувствительность к аллергенам; участвуют в процессе свертывания крови, действуя как кровоостанавливающее средство; влияют на минеральный обмен и многие другие процессы в организме человека. Достаточно просто сказать, что дефицит кальция может стать причиной более чем 100 заболеваний (!).

При нейтрализации избыточной кислотности организма, а также снабжении его необходимыми микроэлементами – мы будем гораздо меньше подвержены таким дегенеративным заболеваниям, как сердечно-сосудистые болезни, рак, артрит, остеопороз и многие другие. Эти болезни можно смело назвать болезнями цивилизации, в частности, потому, что их причиной является наш быстрый образ жизни, ориентированный на готовую, часто замороженную пищу (мясо, рыбу, полуфабрикаты, изделия из муки и сахара, синтетические напитки, сигареты, алкоголь и кофеин.

4.Стронций.

Стронций – это химический элемент, который является составной частью микроорганизмов, в том числе растений и животных. Важно сразу определиться с тем, что природный стронций, который практически не токсичен, нерадиоактивен и применяется при лечении остеопороза, нельзя путать с радиоактивными изотопами стронция.Стабильный природный стронций выполняет незначительные функции в жизнедеятельности живых организмов, всегда присутствуя в тканях, как постоянный спутник кальция.

Стронций в организме человека.

Стронций – остеотроп, элемент избирательно накапливающийся в определенных тканях организмов живых существ. Такими тканями являются кости, то есть накопление стронция в организме человека происходит в скелете. Связано это с тем, что химические свойства стронция сходны со свойствами кальция, являющегося главным строительным элементом скелетов всех живых организмов. Поясняя избирательное накопление стронция в человеческом организме, стоит отметить, что в мышечных тканях этого элемента накапливается всего 1%, все остальное количество – в костных тканях.

Когда возникает дефицит кальция, а организм находится в среде содержащей радиоактивный стронций, то он начинает накапливать данный радионуклид в костях.

С накоплением стронция в костях связана особая проблема – этот радионуклид крайне медленно выводится из организма человека. К примеру, спустя 200 дней организм может избавиться лишь от половины всего накопленного им стронция.

Радиоактивный стронций, накапливаясь в костях, вызывает облучение такого важного органа в организме человека, как костный мозг, что может спровоцировать соответствующие заболевания.

В норме природный стронций быстро накапливается в детских организмах до 4-х лет, так как именно в этот период происходит активное формирование костной ткани и организм использует любой подходящий для этого «строительный материал».

Значение стронция для человека.

Стабильный природный стронций, который нерадиоактивен, играет свою роль в ходе формирования костно-мышечных тканей молодого организма. Его содержание в организме составляет – 0,024% на золу.При нарушении работы сердечно-сосудистой и пищеварительной систем отмечаются изменения обмена стронция. Известно использование стронция для лечения остеопороза, склеротических изменений и в качестве противоопухолевого средства.Главное биологическое значение стронция состоит в его участии в процессах оссификации (формирования костной ткани).

Исследования радиостронция с атомной массой 89 и 90 (Sr89 и Sr90) выявили, что его накапливание происходит с возрастом и напрямую связано с характером питания. Что позволило сделать выводы о том, что рацион питания, богатый кальцием ведет к незначительной задержке стронция в организме и наоборот, недостаток кальция в рационе провоцирует накопление излишков стронция в организме человека.В медицинских целях используется и радиоактивный стронций в виде аппликаторов для лечения глазных и кожных болезней.

Избыток стронция.

Высокая концентрация стронция крайне опасна, особенно для детского организма. Радиоактивный стронций негативно сказывается на растущей костной ткани, облучая ее и приводя к болезням суставов и их деформации, что также сопровождается задержкой в росте ребенка. Такое заболевание называется стронциевым рахитом.

Стронциевый рахит.

Принципиальное отличие стронциевого рахита от обычного в том, что он не излечивается с помощью препаратов витамина D, коррекции питания с оптимальным балансом кальция и фосфора. Однако сам процесс механизма угнетающего воздействия стронция на образование костной ткани еще окончательно не изучен.Стронциевый рахит животных, возникающий в природных условиях известен ученым. Так в местах с высоким содержанием стронция в воде, почве и растительности, у животных отмечается ломкость и деформация костей.Повышенное содержание стронция в почве, а также стронциевый рахит животных непосредственно связан с возникновением уровской болезни (болезни Кашина-Бека) у людей, как разновидности стронциевого paхита.Высокое содержание стронция в костях ведет к облучению и поражению костного мозга. Если процесс облучения становится хроническим (постоянным), то начинает развиваться лучевая болезнь, возможно образование злокачественных опухолей в костных тканях и системах кровообразования. Избыток стронция провоцирует лейкемию, ведет к нарушению работы печени и мозга.

Пути поступления стронция в организм человека.

Попадая в окружающую среду, стронций накапливается в растительном покрове, и как следствие, в мясе и молоке домашних животных, поедающих эту растительность. Почва также накапливает стронций, который может попадать в человеческий организм с пылью.

Таким образом, в организм человека стронций может попасть через:

-воду, предельно допустимое содержание стронция в воде – 8 мг/л в нашей стране, 4 мг/л – в США;

-пищу, особенно много стронция накапливается в такой растительной пище, как укроп, петрушка, лук, томаты, свекла, редис, капуста, редька, рожь, пшеница и ячмень;

-через кожу;

-при дыхании через легкие.

Особому риску подвержены люди, работающие со стронцием в областях радиоэлектронной промышленности, металлургии, металлотермии, на производстве радиоактивных, магнитных материалов и др.

Воздействие нерадиоактивного стронция на организм.

Нерадиоактивный стронций может негативно повлиять на организм человека только в исключительных редких случаях при стечении таких факторов, как неполноценное питание, сопряженное с дефицитом витамина Д и кальция, а также при дисбалансе в организма некоторых элементов, таких как молибден, селен, барий и др. В этом случае особую группу риска составляют дети, которые больше подвержены риску поражения суставов, их деформации, возможной задержке рота и другим нарушениям.Однозначно опасен радиоактивный стронций, накапливающийся костными тканями человека, облучающий их и костный мозг, что в свою очередь может вызвать рак костного мозга и лучевую болезнь.Важным способом профилактики поступления в организм стронция с пищей является правильное ее приготовление, так как кулинарная обработка помогает значительно снизить концентрацию этого радионуклида.

Нехватка стронция.

Опыты, проводимые на морских свинках и крысах показали, что при потреблении животными пищи с намеренно низким содержанием стронция отмечалось угнетение их роста, нарушение нормальной кальцификации зубов и костей, увеличение количества случаев развития кариеса зубов.У людей достаточно редко наблюдается пониженное содержание в организме стронция, благодаря широкому распространению и повсеместному употреблению молочных продуктов, богатых кальцием.Иногда пониженное содержание стронция фиксируется у кормящих матерей.Важно понимать, что в организме человека все должно быть сбалансировано и то, что как избыток, так и дефицит какого-либо элемента может вести к нарушению работы организма и возникновению связанных с этим заболеваний.

5.Барий.

В 1774 году известным шведским фармацевтом Карлом Шееле был открыт такой химический элемент, как барий. И это большая досада, что такое важное открытие затянулось, ведь его могли сделать еще в средние века, если бы местные алхимики уделяли больше внимания научным рудам, а не изобретению философского камня. Многие из них мечтали научиться получать чистое золото из дешевых металлов, но тщетные попытки так ни к чему и не привели. Однако именно эти эксперименты и стали предпосылками к открытию бария.В семнадцатом веке Винченцио Касциороло, итальянский алхимик и сапожник в одном лице, обнаружил в горах крупный тяжелый камень и попытался его проверить на наличие золота. С помощью угля и олифы незадачливый золотоискатель прокалил камень, но ничего ценного в нем не обнаружилось, зато произошло кое-что интересное. Камень стал светиться красным светом, причем это свечение не пропадало даже после полного остывания. Винченцио рассказал о своем открытии коллегам, которые принялись проводить различные опыты над подобными камнями, желая получить золото.И только через 170 лет Шееле открыл оксид бария. А вот в чистом виде этот металл удалось получить английскому химику Хэмфри Дэви лишь в 1808 году. Свое название барий получил, благодаря своей тяжести, ведь по-гречески «барий» значит «тяжелый». И в самом деле, среди всех легких металлов (а именно к ним барий и относится) этот элемент обладает самым значительным весом. Так что название вполне оправданно.

Барий – это щелочноземельный металл, он обладает серебристо-белым цветом, а по текстуре этот элемент мягкий и немного вязкий. В чистом виде в природе его не найти. Барий получают искусственно из сульфатов, карбонатов, силикатов, а также из барита и тяжелого шпата. Кроме того, данный металл может содержаться в воде и живых организмах: растениях и органах животных.

Биологическая роль

Какова же роль бария в жизни человека. По заявлениям ученых, этот металл еще недостаточно тщательно изучен. И, по их дружному мнению, жизненно важной ценностью он не обладает. Но процесс изучения металла еще не окончен, так что все может в корне измениться, а сейчас барий относят к токсичным ультрамикроэлементам.При различных заболеваниях ЖКТ, а также сердечнососудистых заболеваниях в организме резко снижается уровень бария. Также стало известно, что малое количество этого минерала способно оказывать влияние на гладкую мускулатуру кишечника, например, при отравлениях барием могут появиться мышечная слабость и даже мышечные спазмы.

Симптомы передозировки и дефицита бария

В человеке с массой тела около 70 кг содержится не менее 20-22 мг бария. В кишечнике в самых малых количествах всасываются соли бария, а вот в дыхательных путях этого элемента в 5-6 раз больше. Барий содержится не только в мышечных тканях, он есть и в головном мозге, и в селезенке, и в хрусталике глаза, и в крови, в костях и зубах. Последние содержат наибольшее количество бария, по сравнению с остальными органами и тканями. В зубах и костях – около 90% от общего количества. Этот элемент очень удачно гармонирует с кальцием, при необходимости даже может заменить его, так как эти минералы очень близки по своим химически свойствам. Но при чрезмерном количестве бария, к примеру, когда превышено его содержание в почвах, может произойти нарушение обмена кальция. А вследствие этого можно заработать уровскую болезнь – тяжелейшее заболевание, на фоне которого из-за быстрого вымывания кальция замедляются процессы окостенения, а опорно-двигательный аппарат скорейшим образом изнашивается.Доза бария, наносящая вред здоровью человека, примерно 200 мг. А смертельно опасная доза определена нечетко, по одним источникам она начинается от 0,8 г, по другим – от 3,8 г. Но все-таки более вероятным кажется первый вариант.Барий не вызывает онкологических заболеваний или мутаций, однако его опасность кроется в его токсичности. Безопасен лишь сульфат бария, который применяется в медицине, его применяют для рентгена. Когда содержание бария в организме превышено, он начинает поражать клетки крови, мышечные ткани, нейроны, ткани сердца и другие важные органы.Избыточное поступление бария в человеческий организм в большинстве случаев связано с производственными или бытовыми отравлениями. По крайне мере, так это явление объясняют ученые.Многие отрасли промышленности применяют этот металл. Среди них можно выделить нефтяную, электрическую, бумажную, стекольную, лакокрасочную, металлургическую, резиновую, керамическую, полиграфическую и многие другие.При обработке древесины и при производстве инсектицидных средств применяют фторид бария. Таким образом, он используется и в сельскохозяйственной сфере, а ведь это вещество токсично для людей, животных и растений в равной степени. Вот почему его нужно как следует изучать.По мнению ученых, в тех районах сельской местности, где активно применяют барий для борьбы с вредителями, намного чаще встречается такое заболевание, как лейкоз. И даже такие банальные вещи, как штукатурка, содержат соединения того металла, а значит строители также имеют риск заработать какое-либо заболевание на фоне избытка бария.